施主和受主杂质可以提供载流子,增大电导率;非施主和受主杂质往往会产生复合中心,减短非平衡载流子寿命;缺陷一般是产生复合中心。各种杂质和缺陷都对载流子都有散射作用,使迁移率降低,降低电导率。
主要影响是自由电子和空穴数量的精确控制。简单说,杂质越多,说明物理材料中的自由电子和空穴精确控制就越差,差可以导致物理指标下降:杂散电流随环境温度增加而增加;PN结的耐压程度和温度系数变劣。
扩展资料:
掺入半导体中的一类杂质或缺陷,它能接受半导体中的价带电子,产生同数量的空穴,从而改变半导体的导电性能.例如,掺入半导体锗和硅中的三价元素硼、镓等原子都是受主.如果某一半导体的杂质总量中,受主的数量占多数,则这半导体是P型半导体,这种杂质或缺陷叫做受主。
半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产生附加的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主(Donor)杂质,相应能级称为施主能级,位于禁带上方靠近导带底附近。
参考资料来源:百度百科-杂质半导体
复合中心半导体中某些杂质和缺陷可以促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷称为复合中心。作为复合中心的杂质与缺陷一般在禁带中引入一个或几个深能级,它们既可以俘获电子又能俘获空穴,从而促进复合过程。
陷阱中心是一种深能级的杂质或缺陷。陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强,而俘获另一种载流子的作用特别弱,则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。例如电子陷阱就起着存储电子的作用,空穴陷阱就起着存储空穴的作用。
一般来说,陷阱中心的能级深度要比复合中心能级的浅。
热平衡时由缺陷或杂质引入的能级上具有一定数量的热平衡电子,当半导体内引入非平衡载流子时,这些能级上的电子数目将发生变化,如果能级上电子数目增加则该能级具有俘获非平衡电子能力,该能级称为电子陷阱。反之若该能级上电子数目减少则该能级具有俘获空穴的能力称为空穴陷阱。
当非平衡载流子落入陷阱后基本上不能直接发生复合,而必须首先激发到导带或价带,然后才能通过复合中心而复合。在整个过程中,载流子从陷阱激发到导带或价带所需的平均时间比它们从导带或价带发生复合所需的平均时间长得多,因此陷阱的存在大大增加了从非平衡恢复到平衡态的弛豫时间。
百度百科 陷阱(物理学术语)
百度百科 复合中心
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